CN106753157A - 一种阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体，包括以下重量份数的各组分：25‑35份的多元醇1000；20‑30份的多元醇2000；15‑25份的甲苯二异氰酸酯；8‑12份的阻燃剂；3‑5份的硫化剂；10‑12份的抗静电剂。本发明的阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体不含任何有毒有害物质和其它填充材料，是耐水、耐油的环保型防静电阻燃新材料，硬度范围0A～98A，具有表面粘性好、粘附力强，弹性好、表面硬度稳定、环保，耐用、阻燃、防静电，不易老化、不掉屑、易清理、耐油，耐磨，耐溶剂腐蚀。长时间使用性能不下降等优异特性。本发明还提出了一种阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体的制备方法，制备方法简单易行，稳定性高，生产效率高。

Description

一种阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体及其制备方法。
背景技术
优力胶，又称聚氨酯PU弹性体，是一种具有强度好，压缩变形小。介于塑料和橡胶之间的一种新型材料，具有塑料的刚性，又有橡胶的弹性。是目前用的比较广泛的，替代橡胶。现有技术中的优力胶制备过程复杂，稳定性弱，现有技术中的优力胶预聚体不能通过简单的添加固化剂得到优力胶，同时不具备粘性好、粘附力强、弹性好、表面硬度稳定、环保、耐用、阻燃、防静电、不易老化、不掉屑、易清理、耐油、耐磨以及耐溶剂腐蚀等特性。
发明内容
本发明提出一种阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体，解决了现有技术中的优力胶预聚体不具备粘性好、粘附力强、弹性好、表面硬度稳定、环保、耐用、阻燃、防静电、不易老化、不掉屑、易清理、耐油、耐磨以及耐溶剂腐蚀等特性的缺陷。
本发明的技术方案是这样实现的：一种阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体，包括以下重量份数的各组分：25-35份的多元醇1000；20-30份的多元醇2000；15-25份的甲苯二异氰酸酯；8-12份的阻燃剂；3-5份的硫化剂；10-12份的抗静电剂。
优选的，所述阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体包括以下重量份数的各组分：30-35份的多元醇1000；25-30份的多元醇2000；20-25份的甲苯二异氰酸酯；10-12份的阻燃剂；4-5份的硫化剂；11-12份的抗静电剂。
优选的，所述阻燃剂为三(2-氯乙基)磷酸酯。
优选的，所述硫化剂为三羟甲基丙烷。
优选的，所述抗静电剂为阴离子型脂肪基磺酸盐。
一种阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，先将称量好的多元醇1000加入反应釜加热至40-50℃，然后2段升温到55-65℃；
步骤二，然后再将称量好的多元醇2000加入反应釜恒温60℃搅拌25-35分钟；
步骤三，再加入称量好甲苯二异氰酸酯，然后升温至75-85℃搅拌反应1-2小时；
步骤四，最后降温60-70℃加入称量好的阻燃剂、硫化剂以及抗静电剂搅拌反应0.3-0.7小时,再次升温75-85℃继续搅拌反应2-3小时得到阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体。
进一步，将阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体装入干净的铁皮桶密封，让其自然冷却110-130小时后加固化剂，生成阻燃防静电聚氨酯优力胶。
优选的，所述阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，先将称量好的多元醇1000加入反应釜加热至40-45℃，然后2段升温到55-60℃；
步骤二，然后再将称量好的多元醇2000加入反应釜恒温60℃搅拌25-30分钟；
步骤三，再加入称量好甲苯二异氰酸酯，然后升温至75-80℃搅拌反应1-1.5小时；
步骤四，最后降温60-70℃加入称量好的阻燃剂、硫化剂以及抗静电剂搅拌反应0.3-0.5小时,再次升温75-80℃继续搅拌反应2-2.5小时得到阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体。
进一步，将阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体装入干净的铁皮桶密封，让其自然冷却110-120小时后就可以加二邻氯二苯胺甲烷，生成阻燃防静电聚氨酯优力胶。
本发明的有益效果为：本发明的阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体不含任何有毒有害物质和其它填充材料，是耐水、耐油的环保型防静电阻燃新材料，硬度范围0A～98A，具有表面粘性好、粘附力强，弹性好、表面硬度稳定、环保,耐用、阻燃、防静电，不易老化、不掉屑、易清理、耐油，耐磨，耐溶剂腐蚀。长时间使用性能不下降等优异特性。
本发明的阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体用于生产手机夹具、手机治具、手机充电测试设备、手机充电检测设备、防老化检测设备、汽车零部件、防火门窗、充电桩、电池灌装以及医疗设备等产品中；本发明的阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体与陶瓷、玻璃、金属以及绝缘材料等都有很好的粘接性，可起到防滑、抗震、防刮等作用，在震动或搬移时也可防止其倾倒损坏。
本发明的阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体还用于电子、医疗、自动化以及机器人等领域中，可有效的避免因电子设备长期在干燥、高温的环境中使用产生静电而对电子元器件产生不可修复的破坏性。本发明的阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体或使用本发明的阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体制作成型的产品遭遇明火具备完全不燃烧等性能。
本发明的阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体使用在医疗器械中能够有效的避免设备产生的静电在医疗救治过程中对医护人员及病人造成的危害；使用本发明的阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体生产的汽车零部件也能避免静电产生火花而导致汽车自燃风险。除了上述应用领域，还可以用于液体运输，管道，把手及化工容器中。本发明的阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体具有广阔的应用前景。
本发明的阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体的制备方法简单易行，稳定性高，生产效率高。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
发明人根据本发明提供的内容，制备了阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体1、阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体2、阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体3、阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体4、阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体5、阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体6、阻燃防静电聚氨酯优力胶1、阻燃防静电聚氨酯优力胶2、阻燃防静电聚氨酯优力胶3、阻燃防静电聚氨酯优力胶4、阻燃防静电聚氨酯优力胶5、阻燃防静电聚氨酯优力胶6。
实施例一
一种阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体1，包括以下重量份数的各组分：25份的多元醇1000；20份的多元醇2000；15份的甲苯二异氰酸酯；8份的阻燃剂；3份的硫化剂；10份的抗静电剂。
所述阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体1的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，先将称量好的多元醇1000加入反应釜加热至40℃，然后2段升温到55℃；
步骤二，然后再将称量好的多元醇2000加入反应釜恒温60℃搅拌25分钟；
步骤三，再加入称量好甲苯二异氰酸酯，然后升温至75℃搅拌反应1小时；
步骤四，最后降温60℃加入称量好的阻燃剂、硫化剂以及抗静电剂搅拌反应0.3小时,再次升温75℃继续搅拌反应2小时得到阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体1。
将阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体装入干净的铁皮桶密封，让其自然冷却110小时后加固化剂，生成阻燃防静电聚氨酯优力胶1。
实施例二
一种阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体，包括以下重量份数的各组分：30份的多元醇1000；25份的多元醇2000；20份的甲苯二异氰酸酯；10份的阻燃剂；4份的硫化剂；11份的抗静电剂。
所述阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，先将称量好的多元醇1000加入反应釜加热至45℃，然后2段升温到60℃；
步骤二，然后再将称量好的多元醇2000加入反应釜恒温60℃搅拌30分钟；
步骤三，再加入称量好甲苯二异氰酸酯，然后升温至80℃搅拌反应1.5小时；
步骤四，最后降温65℃加入称量好的阻燃剂、硫化剂以及抗静电剂搅拌反应0.5小时,再次升温80℃继续搅拌反应2.5小时得到阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体2。
将阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体装入干净的铁皮桶密封，让其自然冷却120小时后加固化剂，生成阻燃防静电聚氨酯优力胶2。
实施例三
一种阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体3，包括以下重量份数的各组分：35份的多元醇1000；30份的多元醇2000；25份的甲苯二异氰酸酯；12份的阻燃剂；5份的硫化剂；12份的抗静电剂。
所述阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体3的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，先将称量好的多元醇1000加入反应釜加热至50℃，然后2段升温到65℃；
步骤二，然后再将称量好的多元醇2000加入反应釜恒温60℃搅拌35分钟；
步骤三，再加入称量好甲苯二异氰酸酯，然后升温至85℃搅拌反应2小时；
步骤四，最后降温70℃加入称量好的阻燃剂、硫化剂以及抗静电剂搅拌反应0.7小时,再次升温85℃继续搅拌反应3小时得到阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体3。
将阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体装入干净的铁皮桶密封，让其自然冷却130小时后加固化剂，生成阻燃防静电聚氨酯优力胶3。
实施例四
一种阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体4，包括以下重量份数的各组分：25份的多元醇1000；20份的多元醇2000；15份的甲苯二异氰酸酯；8份的三(2-氯乙基)磷酸酯；3份的三羟甲基丙烷；10份的阴离子型脂肪基磺酸盐。
所述阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体4的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，先将称量好的多元醇1000加入反应釜加热至40℃，然后2段升温到55℃；
步骤二，然后再将称量好的多元醇2000加入反应釜恒温60℃搅拌25分钟；
步骤三，再加入称量好甲苯二异氰酸酯，然后升温至75℃搅拌反应1小时；
步骤四，最后降温60℃加入称量好的三(2-氯乙基)磷酸酯、三羟甲基丙烷以及阴离子型脂肪基磺酸盐搅拌反应0.3小时,再次升温75℃继续搅拌反应2小时得到阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体4。
将阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体装入干净的铁皮桶密封，让其自然冷却110小时后加二邻氯二苯胺甲烷，生成阻燃防静电聚氨酯优力胶4。
实施例五
一种阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体5，包括以下重量份数的各组分：30份的多元醇1000；25份的多元醇2000；20份的甲苯二异氰酸酯；10份的三(2-氯乙基)磷酸酯；4份的三羟甲基丙烷；11份的阴离子型脂肪基磺酸盐。
所述阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体5的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，先将称量好的多元醇1000加入反应釜加热至45℃，然后2段升温到60℃；
步骤二，然后再将称量好的多元醇2000加入反应釜恒温60℃搅拌30分钟；
步骤三，再加入称量好甲苯二异氰酸酯，然后升温至80℃搅拌反应1.5小时；
步骤四，最后降温65℃加入称量好的三(2-氯乙基)磷酸酯、三羟甲基丙烷以及阴离子型脂肪基磺酸盐搅拌反应0.5小时,再次升温80℃继续搅拌反应2.5小时得到阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体5。
将阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体装入干净的铁皮桶密封，让其自然冷却120小时后加二邻氯二苯胺甲烷，生成阻燃防静电聚氨酯优力胶5。
实施例六
一种阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体6，包括以下重量份数的各组分：35份的多元醇1000；30份的多元醇2000；25份的甲苯二异氰酸酯；12份的三(2-氯乙基)磷酸酯；5份的三羟甲基丙烷；12份的阴离子型脂肪基磺酸盐。
所述阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体6的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，先将称量好的多元醇1000加入反应釜加热至50℃，然后2段升温到65℃；
步骤二，然后再将称量好的多元醇2000加入反应釜恒温60℃搅拌35分钟；
步骤三，再加入称量好甲苯二异氰酸酯，然后升温至85℃搅拌反应2小时；
步骤四，最后降温70℃加入称量好的三(2-氯乙基)磷酸酯、三羟甲基丙烷以及阴离子型脂肪基磺酸盐搅拌反应0.7小时,再次升温85℃继续搅拌反应3小时得到阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体6。
将阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体装入干净的铁皮桶密封，让其自然冷却130小时后加二邻氯二苯胺甲烷，生成阻燃防静电聚氨酯优力胶6。
阻燃测试标准及方法：
94V-0、94V-1、94V-2级的垂直燃烧试验方法
阻燃UL94中的垂直燃烧试验根据样品燃烧时间，熔滴是否引燃脱脂棉等试验结果，把聚合物材料定为V-2,V-1,V-0三个级别，其中以V-2级为最低阻燃级，V-0级为最高阻燃级。
此试验用小条试样长127mm，宽12.7mm，最大厚度3.2mm。在无通风试验箱中进行。试样上端(6.4mm的地方)用支架上的夹具夹住，并保持试样的纵轴垂直。试样下端距灯嘴9.5mm，距干燥脱脂棉表面305mm.。将本生灯点燃并调节至产生19mm高的蓝色火焰，把本生灯火焰置于试样下端，点火10s，然后移去火焰(离试样至少152mm远)，并记下试样有焰燃烧时间。若移去火焰后30s内试样的火焰熄灭，必须再次将本生灯移到试样下面，重新点燃试样点火10s，然后再次移开本生灯火焰，并记下试样的有焰燃烧和无焰燃烧的续燃时间。若试样熔滴有滴落，让其落入试样下305mm的脱脂棉上，看其是否引燃脱脂棉。若脱脂棉着火，评级时应考虑其因素。
具体分级指标如下：
测试项目：94V-0，94V-1，94V-2
1十次点燃总有焰燃烧时间最大值(S)
50S，250S，250S
2个别的有焰燃烧时间最大值(s)
10S，30S，30S
3无焰燃烧时间(s)
30S，60S，60S
4有焰熔滴
无，仅允许短时燃烧
一般阻燃UL黄卡上阻燃测试条的厚度分为：1/8英寸,1/16英寸,1/32英寸厚度，即3.2mm,1.6mm,0.8mm三个等级试验。
防静电测试标准及方法：1.1测试方法：1.11测试环境：
环境温度23±5℃，相对湿度30％～70％。1.12测试仪器使用方法
防静电测试标准及方法：
1.1.2.1防静电测试仪(3M-718)
防静电测试仪是感应式的，该仪器表面有3个按键：“POWER”、“RANGE/ZERO”、“HOLD”,按“POWER”键开机/关机。该仪器有两个量程：0～2KV、0～20KV,可通过按“RANGE/ZERO”键进行切换。当显示3位小数时，量程范围为0～2KV；当显示2位小数时，量程范围为0～20KV。
每次测试时都应进行读数清零工作，方法为：将sensor对准一个已知的电压为0V的导体上，按“RANGE/ZERO”键至少3秒钟。为保证测试值的准确性，测试时人体必须戴静电环或穿防静电鞋。测试前，先将待测物放置在绝缘的物体上(如干燥的硬纸板)，手持干燥并干净的棉布以每分钟120次的速度，施加适当的压力(2～4千克力)，单向摩擦待测物表面20次，然后用仪器测量电压(senor距离被测物表面的距离为2.54CM及两个红灯重合在一起)，将显示的读数乘以1000即得实际的电压值，例如读数为“.018”，则实际电压18V。
1.1.2.2表面电阻测试仪(ACL-385)
ACL-385为简易表面电阻测试仪，该仪器两个测试电极间距根据标准不变，测试时将被物放于绝缘的平面上，表面测试仪平置在材料表面上，手指施加适当压力(2～4KG)于试按钮上，使测试电极与材料表面接触良好，指示灯发亮档即为读数。如果被测材料为软性材料，可施加4～6kg的压力进行测试。
1.1.2.3表面阻抗测试仪(3M-701兆欧表)
防静电检测管理规范2
为保证测试的准确性，每次使用该仪器进行测量前应进行“BATTERY TEST”、“CONTINUITY TEST”.BATTERY TEST:将测试仪器平放在一个平稳的平面上，将选择开关拨到“BATTERY TEST”档，按红色“test”键15秒，指针会移到“BATTERY”刻度尺的绿色区域，如果指针停在100V左边的红色区，则表示，需更换电池。若停在100V右边的区域，则该仪器需要重新校验
CONTINUITY TEST：将两个测试电极放在金属表面上(该仪器本身配一个金属板)，将测试仪器与测试电极连接好，将选择开关拨到“CONTINUITY TEST”档，按TEST键，指针应移到“CONTINUITY”刻度尺的绿色区域，如果不是，则连接线有问题，或电极需要清洁。
500V DC兆欧表容器测试电极φ50 2kg湿滤纸垫，连接好表盘和重锤，将两重锤置于待测物表面，按下红色按钮开始测量(如果被测物的表面电阻大于1×106Ω，则选用100V电压进行测试，否则采用10V电压测试)，即可从表盘读出待测物的表面电阻值。
本发明的阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体1、阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体2、阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体3、阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体4、阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体5、阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体6、阻燃防静电聚氨酯优力胶1、阻燃防静电聚氨酯优力胶2、阻燃防静电聚氨酯优力胶3、阻燃防静电聚氨酯优力胶4、阻燃防静电聚氨酯优力胶5、阻燃防静电聚氨酯优力胶6是耐水、耐油的环保型防静电阻燃新材料，经过测试，具有表面粘性好、粘附力强，弹性好、表面硬度稳定、环保、耐用、阻燃、防静电，不易老化、不掉屑、易清理、耐油，耐磨，耐溶剂腐蚀。长时间使用性能不下降等优异特性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：25-35份的多元醇1000；20-30份的多元醇2000；15-25份的甲苯二异氰酸酯；8-12份的阻燃剂；3-5份的硫化剂；10-12份的抗静电剂。
2.如权利要求1所述的阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体，其特征在于：包括以下重量份数的各组分：30-35份的多元醇1000；25-30份的多元醇2000；20-25份的甲苯二异氰酸酯；10-12份的阻燃剂；4-5份的硫化剂；11-12份的抗静电剂。
3.如权利要求1所述的阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体，其特征在于：所述阻燃剂为三(2-氯乙基)磷酸酯。
4.如权利要求1所述的阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体，其特征在于：所述硫化剂为三羟甲基丙烷。
5.如权利要求1所述的阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体，其特征在于：所述抗静电剂为阴离子型脂肪基磺酸盐。
6.如权利要求1-5任一所述的阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，先将称量好的多元醇1000加入反应釜加热至40-50℃，然后2段升温到55-65℃；
步骤二，然后再将称量好的多元醇2000加入反应釜恒温60℃搅拌25-35分钟；
步骤三，再加入称量好甲苯二异氰酸酯，然后升温至75-85℃搅拌反应1-2小时；
步骤四，最后降温60-70℃加入称量好的阻燃剂、硫化剂以及抗静电剂搅拌反应0.3-0.7小时,再次升温75-85℃继续搅拌反应2-3小时得到阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体。
7.如权利要求6任一所述的阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，先将称量好的多元醇1000加入反应釜加热至40-45℃，然后2段升温到55-60℃；
步骤二，然后再将称量好的多元醇2000加入反应釜恒温60℃搅拌25-30分钟；
步骤三，再加入称量好甲苯二异氰酸酯，然后升温至75-80℃搅拌反应1-1.5小时；
步骤四，最后降温60-70℃加入称量好的阻燃剂、硫化剂以及抗静电剂搅拌反应0.3-0.5小时,再次升温75-80℃继续搅拌反应2-2.5小时得到阻燃防静电聚氨酯优力胶预聚体。
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